[发明专利]一种电路级总剂量辐射效应仿真方法

权利要求书

1.一种电路级总剂量辐射效应仿真方法，其特征是按下列步骤进行:

晶体管偏置电压提取：

a、根据待研究电路静态状态下各输入端口条件，对待研究电路进行直流仿真，输出电路中各个晶体管栅、源、漏、体端电压，根据待研究电路不同工作模式下各输入端口条件，对待研究电路不同工作模式分别进行瞬态仿真，瞬态仿真时间长度为一个工作周期，输出电路中各个晶体管栅、源、漏、体端电压；

晶体管平均偏置电压计算：

b、对于步骤a中的直流仿真，仿真中输出的晶体管偏置电压即为晶体管平均偏置电压，对于步骤a中的瞬态仿真，在一个工作周期内对仿真中输出的晶体管偏置电压进行随时间的积分并除以工作周期，即为晶体管平均偏置电压，栅端平均偏置电压具体计算公式：

其中，表示晶体管栅端的平均偏置电压，T为待研究电路的一个工作周期，V_Gate(t)表示瞬态仿真中输出的随工作时间变化的晶体管栅端偏置电压，晶体管源、漏、体端平均偏置电压的计算方法与栅端平均偏置电压计算方法一致；

晶体管辐射陷阱电荷计算：

c、分别计算晶体管栅、源、漏、体端偏置电压引入的辐射陷阱电荷，栅端电压在氧化物引入氧化物陷阱电荷、界面陷阱电荷具体计算公式：

其中，N_ot(t₀)为时间t₀内产生的氧化物陷阱电荷，N_it(t₀)为时间t₀内产生的界面陷阱电荷，K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆为拟合参数，ε(x)为1V栅端电压在晶体管氧化物内产生的电场分布函数，x表示沿晶体管源、漏方向对称分割平面上氧化物与沟道交界线，起点为0，终点为X_depth，T_ox(x)为氧化物厚度分布函数，将待研究电路的总累计辐照时间划分为多个时间间隔t₀，t₁，t₂，t₃……，t₀为第一个总剂量辐照时间点；源、漏、体端电压引入氧化物陷阱电荷、界面陷阱电荷计算与栅端电压计算方法一致；

晶体管总剂量效应模型参数更新：

d、将步骤c计算出的氧化物陷阱电荷N_ot(t₀)、界面陷阱电荷N_it(t₀)带入晶体管总剂量模型，生成时间t₀的晶体管总剂量效应模型；

电路总剂量辐射损伤仿真：

e、调用步骤d中生成的时间t₀的晶体管总剂量效应模型，仿真电路的直流、瞬态、噪声、稳定性特性，输出时间t₀的电路总剂量辐射损特性，调用步骤d中生成的时间t₀的晶体管总剂量效应模型，利用步骤a中的仿真条件，输出时间t₀的晶体管偏置电压；

电路总剂量辐射损伤时间连续反馈计算：

f、以步骤e中输出的时间t₀的晶体管偏置电压为输入条件，进行步骤b,c,d,e的操作，其中步骤c中的辐照时间由t₀替换为t₁，步骤d中的氧化物陷阱电荷、界面陷阱电荷替换为以下公式计算结果：

N_ot＝N_ot(t₀)+N_ot(t₁)

N_it＝N_it(t₀)+N_it(t₁)

步骤e输出时间t₀+t₁的电路总剂量辐射损伤特性，输出时间t₀+t₁的晶体管偏置电压；

步骤e中输出的时间t₀+t₁的晶体管偏置电压为输入条件，进行步骤b,c,d,e的操作，其中步骤c中的辐照时间由t₀替换为t₂，步骤d中的氧化物陷阱电荷、界面陷阱电荷替换为以下公式计算结果：

N_ot＝N_ot(t₀)+N_ot(t₁)+N_ot(t₂)

N_it＝N_it(t₀)+N_it(t₁)+N_it(t₂)

步骤e输出时间t₀+t₁+t₂的电路总剂量辐射损伤特性，输出时间t₀+t₁+t₂的晶体管偏置电压；

按时间增加循环进行步骤b,c,d,e,f的操作，分别输出随辐照时间t₀,t₀+t₁,t₀+t₁+t₂……变化的电路总剂量辐射损伤特性。